探析梁式转换层结构设计要点.doc

1、1探析梁式转换层结构设计要点摘要：本文介绍了梁式转换层的主要结构形式，重点对其受力特点分析、结构布置原则、抗震等级确定、转换构件构造要求等方面进行分析和探讨。 关键词：梁式转换层；结构形式；转换构件 中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号： 我国建筑行业现状 近几年来，随着我国经济的飞速发展，我国建筑行业的发展也是突飞猛进。加之我国城市化进程和脚步越来越快，城市人口不断增加，高层建筑成为解决人口拥挤的有效手段，所以城市中的高层和超高层建筑越来越多，而且发展趋势逐步从大型城市向中小型城市过渡，另外高层建筑的功能也开始向复杂化、综合化以及全面化发展。 转换层结构概述 目前高层建筑内部

2、构造一般都是随高度的变化而不同，例如，上部建筑一般用于居住，柱网间距小，而隔墙多；中部建筑为写字间用来办公，下部为大开间的酒店、超市、商场等大型公共设施。柱网间距大。这对于传统的竖向布置原则刚好相反。为了保证结构的稳定性。需要在上下不同结构形式的转换楼层设置转换层。工程中应用的转换成形式很多，常见有以下几种梁式、空腹桁架式、斜杆桁架式、箱形和板式等。而其中梁式转换结构由于传力直接明确，结构计算较为容易，构造简单2可靠，构件经济合理，施工较为方便，使得其在工程中应用最为广泛。 3.梁式转换层结构的受力特点 要设计梁式转换层结构，首先要清楚其传力途径及其受力特点。梁式转换层结构传力途径采用柱（墙）

3、转换梁墙（柱） 。这种形式的特点是传力明确直接，传力途径清晰，在工程实际中计算简便，施工方便等。而且有不错的抗震性能。 4.梁式转换层结构的设计要点 转换层结构设计时需要注重概念设计，一般为剪力墙和梁的结合，设计计算的时候将主梁和次梁一起考虑。主梁是受力的核心构件，若次梁存在，次梁的部分剪力和弯矩等会传递到主梁上，会使得主梁的受力变得复杂，容易破坏。为了保证转换成的刚度和承载力，在实际工程中，需要严格控制混凝土强度，厚度，并适当加大构件的配筋率。 4.1 竖向布置 在保证转换层有足够承载力和刚度的前提下，以及根据建筑物的功能及结构传力的需要，转换层可以在沿高度方向一处或多处灵活布置，也可以在某

4、楼层的局部位置进行设置，可以采用分段或者间隔布置。对于大底盘多塔楼的商用住房混用建筑，塔楼的转换成应该设置在裙房的屋面层，并且要加大屋面梁板的尺寸及厚度。 4.2 平面布置 当转换梁上部是剪力墙的时候，必须设置支承柱，间接传力方式不易采用梁搭梁的方式。上部建筑结构最好落在转换梁的中见面上，防止大梁受到大的扭矩。设计抗震的时候，将剪力墙和地相接且与基础相通，3使剪力墙和框架墙成为一个整体，提高建筑的抗震性能。 4.3 梁式转换层结构的布置 从实际工程中研究得出，建筑物底部的转换层位置越高，转换层上下刚度突变就越大，其内力传递途径也会有大的改变，转换层上部附近墙体容易出现受弯裂缝，甚至遭到破坏，可

5、以看出，转换层一般属于薄弱楼层，因此要减少内力传递突变，缩短内力传递途径。 4.4 转换层构件设计要点 （1）转换梁的设计要点。为了防止梁体的脆性破坏，要配置合适的箍筋，合理确定出截面尺寸。如果需要在梁上开设洞口时，需要对洞口周围进行加强处理，可以采用适当增加箍筋等方法加强构件。转换梁的混凝土强度等级最低为 C30。转换梁最小配筋率在不考虑抗震的时候为0.3%，转换梁主筋不宜有接头，上部主筋最少贯通梁的 50%，下部主筋全部贯通伸入柱内。当考虑抗震要求时，抗震等级分别为一到四级时，主筋的最小配筋率分别是 0.5%，0.4%，0.35%，0.35%。箍筋的配筋率一般不低于 0.5%，当抗震等级分

6、别为一到四级时，其最小配筋率分别为0.8%，0.7%，0.6%，0.6%。 （2）框的设计要点。框支柱主要是根据轴压比来确定截面尺寸，如果需要考虑地震荷载时，需要对柱的内力进行调整。考虑抗震时，应该对框支柱顶端弯矩的设计进行配筋，当框支柱的数目小于 10 根，框支层小于两层的时候，每一层每根柱所承受的剪力不少于基底剪力的 2%；框支层大于两层的时候，每一层每根柱所承受的剪力不少于基底剪力的 3%；当框支柱数量大于 10 根，框支层小于两层的时候，每一层每根柱所承受4的剪力和应该选取基底剪力的 20%；框支层大于两层时，每一层每根柱所承受剪力和应该选取基底剪力的 30%；框支柱的弯矩以及柱顶端梁

7、的剪力和弯矩应该随着框支柱剪力的调整而进行相应的调整，不过框支柱的轴力可以不进行调整。抗震设计时，纵向钢筋间距应该为 80mm200mm 之间。全部纵向配筋率不得大于 4%。框支柱箍筋应该沿着框支层加密，当在抗震等级为一到四级时，加密区箍筋配筋率应分别大于1.5%，1.5%，1.0%，1.0%，框支柱最好应用复合螺旋箍或者井字复合箍，箍筋直径应大于等于 10mm，间距小于 100mm 和 6 被纵向钢筋直径中的最小值。 （3）框支梁与转换梁区别。框支梁和转换梁虽然都是用于转换层，但是他们之间还是有差别的，在判断计算结果是否合理时首先要了解他们的受力。转换梁是比较小的剪力墙或者柱以下的框架梁，其

8、只受弯矩和剪力。而框支梁是普通剪力墙以下的框架梁，除了受到弯矩和剪力之外还受到拉力，属于偏心受拉固件。两者的受力不同，配筋和构造也不同。 （4）转换梁截面设计。用有限元分析方法对转换梁进行应力分析，根据分析后应力大小和分布来对截面进行配筋计算，假设不考虑混凝土的抗拉作用，全部拉力都有钢筋承担，并且钢筋达到屈服强度的设计值。受压区的混凝土强度达到轴心抗压强度的设计值。当转换梁所托上部墙体满跨度且不开洞的时候，转换梁和上部墙体视为整体，其受力特征和破坏形式与深梁破坏相仿，这种情况下转换梁截面设计方法应该参照深梁截面设计的方法。 5（5）转换层的延性。为了保证水平剪力的有效传递，应该适当家口转换成楼

9、面板，这样的好处就是有利于转换层平面内剪力的分配，并且增强了转换大量的侧向刚度及其抗扭能力。为了提高转换层以下建筑结构的抗震承载力和延性，避免在强烈地震作用下转换层主体结构的破坏，可以采用型钢混凝土结构以及加有纵向构造钢筋及螺旋箍筋的钢筋混凝土柱。 5.结语 本文所讨论的只是常见建筑转换层结构设计的一种方法，对于高层和超高层建筑转换层的受力特性还有很多地方需要研究。比如板式转换层，箱式转换层等转换层的受力特征，随着现代建筑技术的发展，高层建筑和超高层建筑的复杂化，在实际工程中进行转换层设计应选择对应的方法。 参考文献 1、黄照光，梁式转换层结构设计要点探讨，科学之友， 2011 2、王新国，高层建筑梁式转换层结构设计，福建建筑，2007 3、马亮，浅谈梁式转换层的结构设计，山西建筑，2011